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Complex life on planets orbiting the galaxy's most common stars may be unlikely

by Paul Arnold, Phys.org

edited by Gaby Clark, reviewed by Robert Egan

 Editors' notes

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ALa vie complexe sur des planètes orbitant autour des étoiles les plus communes de notre galaxie est-elle improbable ?

Par Paul Arnold, Phys.org

Édité par Gaby Clark, relu par Robert Egan

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Illustration d'une naine rouge entourée de planètes. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS

Un coup dur pour tous ceux qui rêvaient de vie complexe ailleurs dans l'univers : une nouvelle étude suggère qu'il est peu probable d'en trouver autour de la plupart des étoiles les plus communes de notre galaxie.

Les planètes semblables à la Terre orbitant autour de petites étoiles rouges, les naines rouges, sont souvent considérées comme ayant la taille et la distance idéales pour abriter la vie. Cependant, selon des chercheurs de l'Université d'État de San Diego, ces mondes pourraient ne pas bénéficier du type de lumière nécessaire au développement d'organismes multicellulaires.

La photosynthèse est essentielle.

Sur Terre, les plantes et les bactéries transforment la lumière du soleil en énergie grâce à la photosynthèse, libérant de l'oxygène comme sous-produit. Lors de la Grande Oxydation, il y a environ 2,3 milliards d'années, d'importantes quantités d'oxygène ont commencé à s'accumuler dans notre atmosphère, atteignant finalement des niveaux permettant l'émergence de la vie multicellulaire. D'après nos connaissances actuelles, un processus similaire a dû se produire sur d'autres planètes pour que la vie complexe puisse y évoluer.

La photosynthèse requiert un type de lumière spécifique appelé rayonnement photosynthétiquement actif (PAR). Il s'agit de la gamme spectrale précise de la lumière solaire (400 à 700 nanomètres) dont les plantes, les algues et les cyanobactéries ont besoin pour se développer. Bien que l'on sache que la lumière émise par les étoiles naines rouges de type M, comme TRAPPIST-1, est principalement infrarouge, donc située en dehors de cette gamme spectrale, on ignorait jusqu'alors comment cela pouvait ralentir le processus d'évolution.

Densité de flux de photons incidents pour la Terre actuelle (noir), la Terre archéenne il y a 2,65 milliards d'années (bleu) et TRAPPIST-1e (rouge). La résolution spectrale a été réduite pour plus de clarté. Les zones ombrées représentent trois bandes spectrales pertinentes pour la photosynthèse : le rayonnement photosynthétiquement actif (PAR) standard (0,40-0,70 µm), le PAR étendu (0,40-0,75 µm) et le PAR anoxique (0,40-1,1 µm). Crédit : arXiv (2026). DOI : 10.48550/arxiv.2601.02548

En comparant la lumière de ces étoiles rouges à celle de notre Soleil et en modélisant la production d’oxygène par diverses bactéries, l’équipe a calculé que, ces étoiles produisant très peu d’énergie utilisable, l’accumulation d’oxygène serait beaucoup trop lente. Potentiellement, sur une planète comme TRAPPIST-1e, il faudrait 63 milliards d’années, dans le pire des cas, pour atteindre les niveaux d’oxygène observés sur Terre grâce à la photosynthèse.

Même en effectuant des calculs plus optimistes, supposant que des bactéries extraterrestres puissent s'adapter à la lumière ou prospérer dans l'obscurité, le délai nécessaire à une explosion cambrienne (un événement évolutif marqué par l'apparition d'une variété d'animaux complexes) dépasserait encore dix milliards d'années.

« Nous concluons que sur une telle planète hypothétique [un monde théorique de la taille de la Terre orbitant autour d'une naine rouge, utilisée pour les calculs de l'étude], l'oxygène n'atteindrait jamais des niveaux significatifs dans l'atmosphère, et encore moins une explosion cambrienne », ont commenté les chercheurs dans leur article publié sur le serveur de prépublication arXiv. « Ainsi, la présence de vie animale complexe sur de telles planètes est très improbable. »

Il pourrait néanmoins exister quelque chose ailleurs.

Comme la plupart des étoiles de notre galaxie sont des naines rouges, cette étude suggère que les conditions requises pour une biologie complexe sont peut-être plus rares qu'on ne le pensait. Mais bien sûr, le rêve de trouver la vie ailleurs n'est pas éteint.

Bien que les calculs mathématiques suggèrent que ces systèmes d'étoiles naines rouges soient limités à une vie microbienne simple, des organismes complexes pourraient exister sur d'autres types de planètes. Ces recherches pourraient aider les scientifiques à orienter leurs investigations vers les systèmes orbitant autour des soleils et produisant la lumière à haute énergie nécessaire pour déclencher une explosion évolutive.

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RESUME

La vie complexe sur les planètes orbitant autour des étoiles les plus communes de la galaxie est probablement improbable.

Les planètes orbitant autour des naines rouges reçoivent vraisemblablement un rayonnement photosynthétiquement actif (PAR) insuffisant pour permettre l'accumulation d'oxygène nécessaire à la vie complexe. La modélisation indique que l'oxygénation sur de tels mondes prendrait des dizaines de milliards d'années, rendant l'émergence d'organismes multicellulaires improbable. La vie complexe est donc plus probable autour des étoiles émettant une lumière de plus haute énerg

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COMMENTAIRES

Cet article  nous offre encore une occasion de plus d  apprehander la statistique des conditions de l apparition de la vie ;;;

voila pourquoi je rajoute a ce commentaire le 

Diagramme de Hertzsprung-Russellqui vous permet d eliminer tous les cas oules conditions  d e temps  de chimie et de temperatures ne sont pas reunies

Diagramme de Hertzsprung-Russell

XXXX

ublication details

Joseph J. Soliz et al, Dearth of Photosynthetically Active Radiation Suggests No Complex Life on Late M-Star Exoplanets, arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2601.02548

Journal information: arXiv 

© 2026 Science X Network

 

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT BLOGGER

 

Wormholes may not exist—we've found they reveal something deeper about time and the universe

by Enrique Gaztanaga, The Conversation

edited by Gaby Clark, reviewed by Robert Egan

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Wormholes may not exist—we've found they reveal something deeper about time and the universe

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Wormholes may not exist—we've found they reveal something deeper about time and the universe

by Enrique Gaztanaga, The Conversation

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Les trous de ver n'existent peut-être pas : nous avons découvert qu'ils révèlent quelque chose de plus profond sur le temps et l'univers

Par Enrique Gaztanaga, The Conversation

Édité par Gaby Clark, relu par Robert Egan

Notes de la rédaction

L'essentiel

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Crédit : Pixabay/CC0 Domaine public

On imagine souvent les trous de ver comme des tunnels à travers l'espace ou le temps, des raccourcis à travers l'univers. Mais cette image repose sur une mauvaise interprétation des travaux des physiciens Albert Einstein et Nathan Rosen.

En 1935, alors qu'ils étudiaient le comportement des particules dans des régions de gravité extrême, Einstein et Rosen ont introduit ce qu'ils ont appelé un « pont » : un lien mathématique entre deux copies parfaitement symétriques de l'espace-temps. Il ne s'agissait pas d'un passage pour voyager, mais d'un moyen de maintenir la cohérence entre la gravité et la physique quantique. Ce n'est que plus tard que les ponts d'Einstein-Rosen ont été associés aux trous de ver, bien qu'ils n'aient que peu de rapport avec l'idée originale.

Dans une nouvelle étude publiée dans Classical and Quantum Gravity, mes collègues et moi démontrons que le pont d'Einstein-Rosen originel révèle quelque chose de bien plus étrange – et de bien plus fondamental – qu'un trou de ver.

L'énigme à laquelle Einstein et Rosen s'attaquaient n'a jamais concerné les voyages spatiaux, mais le comportement des champs quantiques dans un espace-temps courbe. Ainsi interprété, le pont d'Einstein-Rosen agit comme un miroir dans l'espace-temps : une connexion entre deux flèches temporelles microscopiques.

La mécanique quantique régit la nature aux plus petites échelles, comme celles des particules, tandis que la théorie de la relativité générale d'Einstein s'applique à la gravité et à l'espace-temps. Concilier les deux demeure l'un des plus grands défis de la physique. Et, de façon passionnante, notre réinterprétation pourrait bien nous ouvrir la voie.

Un héritage mal compris

L'interprétation du « trou de ver » a émergé des décennies après les travaux d'Einstein et Rosen, lorsque les physiciens ont spéculé sur la possibilité de passer d'un côté à l'autre de l'espace-temps, notamment dans les recherches de la fin des années 1980.

Mais ces mêmes analyses ont aussi clairement montré le caractère spéculatif de l'idée : dans le cadre de la relativité générale, un tel voyage est impossible. Le pont se rétrécit plus vite que la lumière ne pourrait le traverser, le rendant impraticable. Les ponts d'Einstein-Rosen sont donc instables et inobservables — des structures mathématiques, et non des portails.

Néanmoins, la métaphore du trou de ver a prospéré dans la culture populaire et la physique théorique spéculative. L'idée que les trous noirs pourraient relier des régions éloignées du cosmos — voire agir comme des machines à remonter le temps — a inspiré d'innombrables articles, livres et films.

Pourtant, il n'existe aucune preuve observationnelle de l'existence de trous de ver macroscopiques, ni aucune raison théorique convaincante de les envisager dans le cadre de la théorie d'Einstein. Bien que des extensions spéculatives de la physique — telles que des formes exotiques de matière ou des modifications de la relativité générale — aient été proposées pour expliquer de telles structures, elles restent non testées et hautement conjecturales.

Espace des phases de l'oscillateur harmonique inversé représentant des solutions d'énergie doublement dégénérées positives et négatives. Crédit : Classical and Quantum Gravity (2026). DOI : 10.1088/1361-6382/ae3044

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Courriel

Deux flèches du temps

Nos travaux récents revisitent le paradoxe du pont d’Einstein-Rosen à l’aide d’une interprétation quantique moderne du temps, en s’appuyant sur les idées développées par Sravan Kumar et João Marto.

La plupart des lois fondamentales de la physique ne font pas de distinction entre passé et futur, ni entre gauche et droite. Si le temps ou l’espace est inversé dans leurs équations, les lois restent valides. La prise en compte de ces symétries conduit à une interprétation différente du pont d’Einstein-Rosen.

Plutôt qu'un tunnel à travers l'espace, on peut le concevoir comme deux composantes complémentaires d'un état quantique. Dans l'une, le temps s'écoule vers l'avant ; dans l'autre, il s'écoule vers l'arrière à partir de sa position réfléchie.

Cette symétrie n'est pas une préférence philosophique. Une fois les infinis exclus, l'évolution quantique doit rester complète et réversible à l'échelle microscopique, même en présence de gravité.

Le terme « pont » exprime le fait que les deux composantes temporelles sont nécessaires à la description complète d'un système physique. Dans les situations ordinaires, les physiciens négligent la composante temporelle inversée en choisissant une seule direction du temps.

Mais à proximité des trous noirs, ou dans les univers en expansion et en contraction, les deux directions doivent être prises en compte pour une description quantique cohérente. C'est dans ce contexte que les ponts d'Einstein-Rosen apparaissent naturellement.

Ponts d'Einstein-Rosen (ERB) : « Une particule de l'Univers physique doit être décrite par un pont mathématique entre deux plans d'espace-temps.» Crédit : Gravité classique et quantique (2026). DOI : 10.1088/1361-6382/ae3044

Résoudre le paradoxe de l’information

À l’échelle microscopique, ce pont permet à l’information de franchir ce qui nous apparaît comme un horizon des événements – un point de non-retour. L’information ne disparaît pas ; elle continue d’évoluer, mais dans le sens inverse.

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Ce cadre théorique offre une solution naturelle au célèbre paradoxe de l'information des trous noirs. En 1974, Stephen Hawking a démontré que les trous noirs émettent de la chaleur et peuvent finir par s'évaporer, effaçant apparemment toute information sur ce qui y est tombé – contredisant le principe quantique selon lequel l'évolution doit préserver l'information.

Le paradoxe n'apparaît que si l'on s'obstine à décrire les horizons à l'aide d'une unique flèche du temps extrapolée à l'infini – une hypothèse que la mécanique quantique elle-même n'impose pas.

Si la description quantique complète inclut les deux sens du temps, rien n'est véritablement perdu. L'information quitte notre sens du temps et réapparaît dans le sens inverse. L'intégralité et la causalité sont préservées, sans qu'il soit nécessaire d'invoquer une nouvelle physique exotique.

Ces idées sont difficiles à appréhender car nous sommes des êtres macroscopiques qui ne perçoivent que le temps dans un seul sens. À l'échelle quotidienne, le désordre – ou l'entropie – tend à augmenter. Un état hautement ordonné évolue naturellement vers un état désordonné, jamais l'inverse. Ceci nous donne une flèche du temps.

Mais la mécanique quantique permet des comportements plus subtils. De façon intrigante, des preuves de l'existence de cette structure cachée pourraient déjà se manifester. Le fond diffus cosmologique – la rémanence du Big Bang – présente une asymétrie faible mais persistante : une orientation spatiale privilégiée par rapport à son image miroir.

Cette anomalie intrigue les cosmologistes depuis vingt ans. Les modèles standards lui attribuent une probabilité extrêmement faible, à moins d'inclure des composantes quantiques miroir.

Échos d'un univers antérieur ?

Cette hypothèse s'ouvre naturellement sur une possibilité plus profonde. Ce que nous appelons le « Big Bang » n'était peut-être pas le commencement absolu, mais un rebond – une transition quantique entre deux phases de l'évolution cosmique, inversées dans le temps.

Dans un tel scénario, les trous noirs pourraient servir de ponts non seulement entre les directions temporelles, mais aussi entre différentes époques cosmologiques. Notre univers pourrait être l'intérieur d'un trou noir formé dans un autre cosmos, un cosmos parent. Ce dernier aurait pu se former lorsqu'une région fermée de l'espace-temps s'est effondrée, a rebondi et a commencé son expansion pour devenir l'univers que nous observons aujourd'hui.

Si cette hypothèse est correcte, elle offre également aux observations un moyen de trancher. Des vestiges de la phase précédant le rebond – tels que des trous noirs plus petits – pourraient survivre à la transition et réapparaître dans notre univers en expansion. Une partie de la matière invisible que nous attribuons à la matière noire pourrait, en réalité, être constituée de tels vestiges.

Selon cette perspective, le Big Bang a émergé des conditions d'une contraction antérieure. Les trous de ver ne sont pas nécessaires : le pont est temporel, non spatial, et le Big Bang devient un passage, non un commencement.

Cette réinterprétation des ponts d'Einstein-Rosen n'offre ni raccourcis à travers les galaxies, ni voyage dans le temps, ni trous de ver ou hyperespace de science-fiction. Ce qu'elle propose est bien plus profond. Elle offre une image quantique cohérente de la gravité, dans laquelle l'espace-temps incarne un équilibre entre des directions temporelles opposées – et où notre univers a pu avoir une histoire avant le Big Bang.

Elle ne réfute pas la relativité d'Einstein ni la physique quantique ; elle les complète. La prochaine révolution en physique ne nous permettra peut-être pas de dépasser la vitesse de la lumière, mais elle pourrait révéler que le temps, au plus profond du monde microscopique et dans un univers en perpétuel mouvement, s'

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RESUME

Les trous de ver n'existent peut-être pas : nous avons découvert qu'ils révèlent quelque chose de plus profond sur le temps et l'univers.

Les ponts d'Einstein-Rosen, initialement conçus comme des liens mathématiques entre deux espaces-temps symétriques, ne sont pas des trous de ver traversables, mais représentent une connexion entre deux flèches temporelles microscopiques. Cette réinterprétation suggère que les deux sens temporels, direct et inverse, sont nécessaires à une description quantique complète, ce qui pourrait résoudre le paradoxe de l'information des trous noirs et impliquer que l'univers pourrait avoir évolué à partir d'une phase antérieure où le temps s'écoule à rebours.

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COMMENTAIRES

Intuitivement je croyais moi que si l hypothese d e E instein Rosen  existait  c estait pour eventuellement faire communiqoer deux bulles d univers independantes mais synchrones  

L  article ne m 'a convaincu qu a moité !!!!!

XXXXXXXre information

Enrique Gaztañaga et al, A new understanding of Einstein–Rosen bridges, Classical and Quantum Gravity (2026). DOI: 10.1088/1361-6382/ae3044

Provided by The Conversation 

SCIENCES ENERGUESWS ENVIRONNEMENT BLOGGER

New state of matter discovered in a quantum material

by Vienna University of Technology

edited by Sadie Harley, reviewed by Robert Egan

Découverte d'un nouvel état de la matière dans un matériau quantique

Université de Technologie de Vienne

Édité par Sadie Harley, relu par Robert Egan

Notes de la rédaction

The GIST

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Silke Bühler-Paschen (à gauche), Diego Zocco et Diana Kirschbaum. Crédit : TU Wien

À l'Université de Technologie de Vienne (TU Wien), des chercheurs ont découvert un état dans un matériau quantique qui était jusqu'alors considéré comme impossible. La définition des états topologiques doit être généralisée.

Ces travaux sont publiés dans Nature Physics.

La physique quantique nous apprend que les particules se comportent comme des ondes et que, par conséquent, leur position dans l'espace est inconnue. Pourtant, dans de nombreuses situations, il reste remarquablement pertinent de se représenter les particules de manière classique : comme de minuscules objets se déplaçant d'un endroit à un autre à une certaine vitesse.

Lorsque les physiciens décrivent, par exemple, la circulation du courant électrique dans les métaux, ils imaginent des électrons parcourant le matériau à toute vitesse et étant accélérés ou déviés par des champs électromagnétiques.

Des approches encore plus modernes s'appuient sur cette représentation particulaire, comme le concept d'états topologiques, dont la découverte a été récompensée par le prix Nobel de physique en 2016. Cependant, il existe des matériaux pour lesquels cette représentation particulaire devient caduque (voir la publication ci-dessous). Dans ces cas, il n'est plus pertinent de considérer les électrons comme de petites particules dotées d'une position bien définie ou d'une vitesse unique.

Or, une équipe de recherche de l'Université technique de Vienne (TU Wien) a démontré que de tels matériaux peuvent néanmoins présenter des propriétés topologiques, même si celles-ci étaient jusqu'à présent expliquées par un comportement de type particulaire. Ceci démontre que les états topologiques sont plus généraux qu'on ne le pensait : deux concepts apparemment contradictoires se révèlent compatibles.

Quand la représentation particulaire n'est plus valable

« La représentation classique des électrons comme de petites particules subissant des collisions lorsqu'ils circulent dans un matériau sous forme de courant électrique est étonnamment robuste », explique la professeure Silke Bühler-Paschen de l'Institut de physique du solide de la TU Wien. « Avec certains perfectionnements, elle reste valable même pour des matériaux complexes où les électrons interagissent fortement entre eux. »

Cependant, il existe aussi des situations où ce modèle semble s'effondrer complètement et où les porteurs de charge perdent leur caractère particulaire. C'est le cas, semble-t-il, du matériau composé de cérium, de ruthénium et d'étain (CeRu₄Sn₆), récemment étudié à l'Université technique de Vienne (TU Wien) à des températures extrêmement basses.

« Au voisinage du zéro absolu, il présente un comportement quantique critique particulier », explique Diana Kirschbaum, première auteure de la publication. « Le matériau oscille entre deux états différents, comme s'il n'arrivait pas à se décider. Dans ce régime fluctuant, le modèle quasi-particulaire perdrait tout son sens. »

Aperçu et caractérisation de CeRu₄Sn₆. Crédit : Nature Physics (2026). DOI : 10.1038/s41567-025-03135-w

Topologie : Petits pains et beignets

Indépendamment de cette découverte, le matériau a également fait l’objet d’une étude théorique, aboutissant à la conclusion qu’il devrait présenter des états topologiques. « Le terme topologie vient des mathématiques, où il sert à distinguer certaines structures géométriques », explique Silke Bühler-Paschen.

« Par exemple, une pomme est topologiquement équivalente à un petit pain, car le petit pain peut être déformé de manière continue pour prendre la forme d’une pomme. Un petit pain est cependant topologiquement différent d’un beignet, car le beignet possède un trou qui ne peut être créé par déformation continue.»

De la même manière, les états de la matière peuvent être décrits : les vitesses et les énergies des particules — et même l’orientation de leur spin par rapport à leur direction de mouvement — peuvent obéir à des règles géométriques spécifiques. Ceci est particulièrement intéressant car cela confère aux propriétés topologiques une grande robustesse.

De petites perturbations, comme des défauts dans le matériau, ne modifient pas ces propriétés – tout comme de petites déformations ne peuvent transformer un beignet en pomme. C’est pourquoi les effets topologiques présentent un grand intérêt pour le stockage de l’information quantique, les nouveaux types de capteurs et le contrôle des courants électriques sans champ magnétique.

Aussi abstraite et inhabituelle que puisse paraître la description du comportement des particules par la topologie, ces descriptions se sont traditionnellement appuyées indirectement sur le modèle corpusculaire classique. « Ces théories supposent que l’on décrit un système doté de vitesses et d’énergies bien définies », explique Diana Kirschbaum.

« Or, de telles vitesses et énergies bien définies ne semblent pas exister dans notre matériau, car il présente un comportement quantique critique considéré comme incompatible avec un modèle corpusculaire. Néanmoins, des approches théoriques simples, ignorant ces propriétés non corpusculaires, avaient prédit que le matériau devrait présenter des caractéristiques topologiques. »

Courriel

La curiosité est une vertu

Ceci présentait une contradiction flagrante. C’est pourquoi l’équipe de Bühler-Paschen a d’abord hésité à prendre au sérieux la prédiction théorique de la topologie et à approfondir l’étude. Finalement, la curiosité l’a emporté et Diana Kirschbaum a entrepris de rechercher des preuves expérimentales d’états topologiques.

En effet, à des températures extrêmement basses – inférieures à un degré au-dessus du zéro absolu – elle a observé un comportement qui indique clairement la présence d’états topologiques : un effet Hall spontané (anormal). Dans l’effet Hall, les porteurs de charge sont normalement déviés par un champ magnétique. Cependant, cette déviation peut également résulter d’effets topologiques, même en l’absence de tout champ magnétique externe.

Ce qui est particulièrement remarquable, c'est que les porteurs de charge se comportent comme des particules, même si le modèle particulaire semble inadapté à ce matériau. « Cette intuition clé nous a permis de démontrer sans l'ombre d'un doute que l'opinion dominante doit être révisée », explique Silke Bühler-Paschen.

« Et ce n'est pas tout », ajoute Diana Kirschbaum. « L'effet topologique est le plus marqué précisément là où le matériau présente les plus grandes fluctuations. Lorsque ces fluctuations sont supprimées par la pression ou des champs magnétiques, les propriétés topologiques disparaissent.»

Les états topologiques sont plus généraux qu'on ne le pensait.

« Ce fut une énorme surprise », déclare Silke Bühler-Paschen. « Cela montre que les états topologiques doivent être définis en termes plus généraux.» L'équipe qualifie cet état nouvellement découvert de semi-métal topologique émergent et a collaboré avec l'Université Rice au Texas, où Lei Chen (co-premier auteur de la publication), travaillant dans le groupe du professeur Qimiao Si, a développé un nouveau modèle théorique capable de combiner les phénomènes de criticité quantique et de topologie.

« En réalité, il s'avère qu'une représentation particulaire n'est pas nécessaire pour générer des propriétés topologiques », explique Bühler-Paschen. « Le concept peut en effet être généralisé : les distinctions topologiques émergent alors de manière plus abstraite et mathématique. De plus, nos expériences suggèrent que des propriétés topologiques peuvent même apparaître en l'absence d'états de type particulaire. »

Cette découverte a d'importantes implications pratiques, car elle ouvre la voie à une nouvelle stratégie d'identification des matériaux topologiques. « Nous savons désormais qu'il est pertinent, voire particulièrement pertinent, de rechercher des propriétés topologiques dans les matériaux critiques quantiques », affirme Bühler-Paschen.

« Étant donné que le comportement critique quantique se manifeste dans de nombreuses classes de matériaux et peut être identifié avec fiabilité, ce lien pourrait permettre la découverte de nombreux nouveaux matériaux topologiques émergents. »

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RESUME

Un nouvel état de la matière découvert dans un matériau quantique.

Un matériau quantique présentant un comportement critique quantique, où la description particulaire des électrons est inadaptée, a révélé des états topologiques robustes, mis en évidence par un effet Hall spontané à basse température. Ceci démontre que des propriétés topologiques peuvent exister sans quasi-particules bien définies, indiquant que la définition des états topologiques devrait être généralisée au-delà du modèle particulaire conventionnel.

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COMMENTAIREu

Une onde oscilant entre deu types de formes  ????Pourquoi pas!

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Publication details

Kirschbaum, D.M., et al. Emergent topological semimetal from quantum criticality, Nature Physics (2026). DOI: 10.1038/s41567-025-03135-w, www.nature.com/articles/s41567-025-03135-w

Journal information: Nature Physics 

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Jupiter's hidden depths: Simulation suggests planet holds 1.5 times more oxygen than the sun

by Louise Lerner, University of Chicago

edited by Gaby Clark, reviewed by Robert Egan

Les profondeurs cachées de Jupiter : une simulation suggère que la planète contient 1,5 fois plus d’oxygène que le Soleil

Par Louise Lerner, Université de Chicago

Édité par Gaby Clark, relu par Robert Egan

Notes de la rédaction

The GIST

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De gigantesques tempêtes tourbillonnent à la surface de Jupiter. Jusqu’à présent, il était impossible d’observer ce qui se cache en dessous, mais une nouvelle simulation menée par une scientifique de l’Université de Chicago apporte un éclairage nouveau sur notre compréhension. Crédit : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, traitement d’image par Kevin M. Gill, CC BY

Des nuages ​​spectaculaires tourbillonnent à la surface de Jupiter. Ces nuages ​​contiennent de l’eau, comme sur Terre, mais leur densité est bien plus élevée sur la géante gazeuse ; ils sont si épais qu’aucune sonde spatiale n’a pu mesurer précisément leur composition.

Une nouvelle étude menée par des scientifiques de l’Université de Chicago et du Jet Propulsion Laboratory nous offre une vision plus précise de la planète grâce à la création du modèle le plus complet à ce jour de l’atmosphère de Jupiter.

Entre autres, l'analyse répond à une question de longue date concernant la quantité d'oxygène contenue dans la géante gazeuse : elle estime que Jupiter contient environ une fois et demie plus d'oxygène que le Soleil. Cela aide les scientifiques à mieux comprendre la formation des planètes du système solaire.

« Il s'agit d'un débat de longue date en planétologie », explique Jeehyun Yang, chercheur postdoctoral à l'Université de Chicago et premier auteur de l'article. « Cela témoigne de la façon dont la dernière génération de modèles informatiques peut transformer notre compréhension des autres planètes.»

L'étude a été publiée le 8 janvier dans The Planetary Science Journal.

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Compilation d'images de la planète géante Jupiter prises par le télescope spatial Hubble. La période de rotation réelle de Jupiter est d'environ 10 heures, et les rayures qu'elle présente sont en réalité des bandes de nuages ​​et de tempêtes. Crédit : NASA, ESA, Amy Simon (NASA-GSFC)

Nuages ​​et chimie

On connaît les tempêtes qui règnent sur Jupiter depuis au moins 360 ans : c’est à cette époque que les astronomes, à l’aide des premiers télescopes, ont observé une curieuse et vaste tache permanente à la surface de la planète.

La Grande Tache rouge est une tempête gigantesque, deux fois plus grande que la Terre, qui tourbillonne depuis des siècles. Ce n’est qu’une parmi tant d’autres sur la planète, car des vents violents et d’épais nuages ​​font que toute la surface de Jupiter est recouverte d’un kaléidoscope de tempêtes.

Ce que nous ignorons, c’est la nature exacte de ce qui se cache sous ces tempêtes. Les nuages ​​sont si denses que la sonde Galileo de la NASA a perdu le contact avec la Terre lors de sa plongée dans la haute atmosphère en 2003. La prochaine mission à visiter Jupiter, Juno, catalogue actuellement la planète depuis son orbite, à distance de sécurité.

Ces mesures orbitales nous renseignent sur la composition de la haute atmosphère : ammoniac, méthane, hydrosulfure d'ammonium, eau et monoxyde de carbone, entre autres. Les scientifiques ont combiné ces données avec des connaissances sur les réactions chimiques pour élaborer des modèles de l'atmosphère profonde de Jupiter.

Cependant, les études divergent sur certains points, notamment sur la quantité d'eau – et donc d'oxygène – présente sur la planète. Yang a vu là l'opportunité d'appliquer une nouvelle génération de modélisation chimique à cette question complexe.

La chimie de l'atmosphère de Jupiter est d'une complexité incroyable. Les molécules circulent entre les températures extrêmement élevées des profondeurs atmosphériques et les régions supérieures plus froides, changeant d'état et se réorganisant en différentes molécules, grâce à des milliers de réactions différentes. Mais le comportement des nuages ​​et des gouttelettes doit également être pris en compte.

Pour mieux appréhender tous ces phénomènes, Yang a collaboré avec une équipe de scientifiques afin d'intégrer la chimie et l'hydrodynamique dans un seul modèle – une première.

« Il faut les deux », a déclaré Yang. La chimie est importante, mais elle n'explique pas le comportement des gouttelettes d'eau ni des nuages. L'hydrodynamique, à elle seule, simplifie beaucoup trop la chimie. Il est donc essentiel de les considérer conjointement.

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Questions élémentaires

Parmi les résultats, un nouveau calcul de la quantité d'oxygène présente sur Jupiter. Selon leur analyse, Jupiter en contiendrait environ une fois et demie plus que le Soleil.

Depuis des décennies, les scientifiques débattent de cette quantité. Une importante étude récente l'avait estimée bien plus faible, à seulement un tiers de celle du Soleil.

Or, cette statistique est particulièrement pertinente pour comprendre la formation de notre système solaire.

Tous les éléments qui composent les planètes – et nous-mêmes – sont les mêmes que ceux qui composent le Soleil. Cependant, la quantité de ces matériaux peut varier, et ces indices nous permettent de reconstituer la formation des planètes.

Par exemple, Jupiter s'est-elle formée à l'endroit même où elle se trouve aujourd'hui, ou s'est-elle formée plus près ou plus loin, dérivant ensuite au fil du temps ? Un indice important réside dans le fait qu'une grande partie de l'oxygène de la planète est liée à l'eau, laquelle gèle – et se comporte différemment – ​​si elle est trop éloignée de la source d'oxygè

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RESUME

Les profondeurs cachées de Jupiter : une simulation suggère que la planète contient 1,5 fois plus d'oxygène que le Soleil

Un modèle atmosphérique complet indique que Jupiter contient environ 1,5 fois plus d'oxygène que le Soleil, levant ainsi les incertitudes qui planaient sur sa composition. Ce modèle intègre la chimie et l'hydrodynamique, révélant que la circulation atmosphérique est 35 à 40 fois plus lente qu'on ne le pensait. Ces découvertes affinent notre compréhension de la formation de Jupiter et des processus qui façonnent les systèmes planétaires.

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COMMERNTAIRE

Tres interesant  ;nous sommes  les enfats des generations  d etoiles precedantes  et cela se comprend par la presence d elements a z plus grand

NB/Lorsque la géante rouge arrive en fin de vie, ayant brûlé ses réserves d'hélium et d'hydrogène son noyau se contracte tandis que les couches périphériques sont expulsées et forment une nébuleuse planétaire (NP).

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ublication details

Jeehyun Yang et al, Coupled 1D Chemical Kinetic Transport and 2D Hydrodynamic Modeling Supports a Modest 1–1.5× Supersolar Oxygen Abundance in Jupiter's Atmosphere, The Planetary Science Journal (2026). DOI: 10.3847/psj/ae28d5

Journal information: The Planetary Science Journal